新しい docker compose

こちらの記事はDockerCon 2021 & Docker Meetup Tokyo #35で発表した資料を記事にしたものです。

初めに

docker composeが使えるようになったので、それについて書いていきます。
正式名称はDocker Compose CLIです。

動作検証した環境は次のとおりです。

$ docker version
Client:
 Cloud integration: 1.0.14
 Version:           20.10.6
 API version:       1.41
 Go version:        go1.16.3
 Git commit:        370c289
 Built:             Fri Apr  9 22:46:57 2021
 OS/Arch:           darwin/arm64
 Context:           default
 Experimental:      true
...

Docker Compose CLIとは

簡単にいうとdocker-composeのGo実装です。docker-composeと互換しています。
docker-composeに置き換わることを目標としていて、実装はcompose-specの仕様に準拠しています。
既存docker-composeのメンテナンスは継続されるそうです。

現時点利用できるコマンド一覧は次になっています。

Commands:
  build       Build or rebuild services
  convert     Converts the compose file to platform's canonical format
  create      Creates containers for a service.
  down        Stop and remove containers, networks
  events      Receive real time events from containers.
  exec        Execute a command in a running container.
  images      List images used by the created containers
  kill        Force stop service containers.
  logs        View output from containers
  ls          List running compose projects
  pause       pause services
  port        Print the public port for a port binding.
  ps          List containers
  pull        Pull service images
  push        Push service images
  restart     Restart containers
  rm          Removes stopped service containers
  run         Run a one-off command on a service.
  start       Start services
  stop        Stop services
  top         Display the running processes
  unpause     unpause services
  up          Create and start containers

compose-specとは

プラットフォームに依存しない、マルチコンテナなアプリケーションを定義するための標準仕様です。
もともとはdocker-composeが提供していた機能を標準な仕様として査定したので、特に大きな変更はないようです。
公式サイトは https://compose-spec.io です。

Docker Compose CLIの特徴

大きく分けて2つの特徴があります。

クラウド対応

• マルチコンテナをECSとACI(Azure Cloud Instance)に簡単にデプロイできる
• AWSのECSの場合
  • docker compose upでFargateのクラスタ、サービス、タスクやLBなどを作成してくれる
  • docker compose downで作成したリソースを削除

CLI本体

• docker-compose.yamlのパースライブラリcompose-goが公開されている
  • Docker Compose CLIもそれを利用している
  • compose関連のツールの作成が楽になる
• buildkitがデフォルト有効になっている
• Goによる実装なので、既存のエコシステム（Docker CLIのSDKなど）を利用できる
  • 実際内部ではSDKを使ってDocker Engineとやりとりしている

docker-composeとの差分

一部docker-composeで非推奨になったフラグは対応しないそうです。
たとえばdocker-compose rm --allなど。

詳細は以下を参照してください。issueの方には具体的なオプションが記載されています。

• https://docs.docker.com/compose/cli-command-compatibility
• https://github.com/docker/compose-cli/issues/1283

docker-composeからの移行について

個人、開発での利用は移行しても良さそうと思っています。
理由として次になります。

• docker-composeの機能をほぼ互換している
  • 一部のフラグは対応していないが、基本的に問題ない
• 便利な新機能が追加される可能性が高い
  • 既存の財産を気軽に利用でくるのと、クラウドもターゲットに入れているので

docker composeを使ってみる

• https://docs.docker.jp/compose/wordpress.html のyamlを使用

  version: '3'
  
  services:
     db:
       ...
     wordpress:
       depends_on:
         - db
       image: wordpress:latest
       ports:
         - "8000:80"
       restart: always
       environment:
         WORDPRESS_DB_HOST: db:3306
         WORDPRESS_DB_USER: wordpress
         WORDPRESS_DB_PASSWORD: wordpress
  volumes:
      db_data:
  

• コンテナ作成

  MacbookPro13% docker compose up
  [+] Building 12.3s (3/4)
  [+] Building 12.4s (3/4)
  [+] Building 12.5s (3/4)
  [+] Building 24.3s (5/5) FINISHED
   => [internal] load build definition from Dockerfile          0.0s
   => => transferring dockerfile: 58B                           0.0s
  ...
  [+] Running 4/1
   ⠿ Network demo_default        Created                        3.5s
   ⠿ Volume "demo_db_data"       Created                        0.0s
   ⠿ Container demo_db_1         Created                        0.1s
   ⠿ Container demo_wordpress_1  Created                        0.0s
  Attaching to db_1, wordpress_1
  ...
  wordpress_1  | [Sun May 23 12:28:34.735398 2021] [mpm_prefork:n...
  wordpress_1  | [Sun May 23 12:28:34.735591 2021] [core:notice] ...
  ...
  db_1         | 2021-05-23T12:28:46.521520Z 0 [Note] /usr/sbin/m...
  db_1         | Version: '5.7.33'  socket: '/var/run/mysqld/mysq...
  

• 初期画面
  

• コンテナ一覧と停止

  MacbookPro13% docker compose ps
  NAME                SERVICE      STATUS    PORTS
  demo_db_1           db           running   3306/tcp, 33060/tcp
  demo_wordpress_1    wordpress    running   0.0.0.0:8000->80/tcp, :::8000->80/tcp
  MacbookPro13% docker compose down
  [+] Running 3/3
   ⠿ Container demo_wordpress_1  Removed     2.1s
   ⠿ Container demo_db_1         Removed     1.2s
   ⠿ Network demo_default        Removed     2.5s
  MacbookPro13%
  

• コンテナにアタッチする

  MacbookPro13% docker compose exec db mysql -uwordpress -pwordpress -Dwordpress
  mysql: [Warning] Using a password on the command line interface can be insecure.
  Welcome to the MySQL monitor.  Commands end with ; or \g.
  Your MySQL connection id is 2
  Server version: 5.7.33 MySQL Community Server (GPL)
  
  Copyright (c) 2000, 2021, Oracle and/or its affiliates.
  
  Oracle is a registered trademark of Oracle Corporation and/or its
  affiliates. Other names may be trademarks of their respective
  owners.
  
  Type 'help;' or '\h' for help. Type '\c' to clear the current input statement.
  
  mysql>
  

• プロセス一覧

  MacbookPro13% docker compose top
  demo_db_1
  UID   PID   PPID   C    STIME   TTY   TIME       CMD
  999   388   358    0    13:22   ?     00:00:01   /usr/bin/qemu-x86_64 /u...
  
  demo_wordpress_1
  UID        PID    PPID   C    STIME   TTY   TIME       CMD
  root       809    778    0    13:22   ?     00:00:00   apache2 -DFOREGROUND
  www-data   1175   809    0    13:22   ?     00:00:00   apache2 -DFOREGROUND
  www-data   1176   809    0    13:22   ?     00:00:00   apache2 -DFOREGROUND
  www-data   1177   809    0    13:22   ?     00:00:00   apache2 -DFOREGROUND
  www-data   1178   809    0    13:22   ?     00:00:00   apache2 -DFOREGROUND
  www-data   1179   809    0    13:22   ?     00:00:00   apache2 -DFOREGROUND
  

docker composeを使ってECSにコンテナをデプロイしてみる

サンプルなので、特にセキュリティを考慮していない内容となっています。

• 利用するdocker-compose.yaml

  MacbookPro13% cat docker-compose.yaml
  version: "3"
  
  services:
    nginx:
      image: nginx:1.19.10-alpine
      ports:
        - "80:80"
  MacbookPro13%
  

• 既存のAWSのプロファイルを利用

  MacbookPro13% docker context create ecs myecs
  ? Create a Docker context using: An existing AWS profile
  ? Select AWS Profile xxxxxxx
  Successfully created ecs context "myecs"
  MacbookPro13% docker context use myecs
  myecs
  MacbookPro13% docker context ls
  NAME         TYPE      DESCRIPTION...
  default      moby      Current DOC...
  myecs *      ecs
  

• コンテナを作成

  $ docker compose up
  [+] Running 12/14
   ⠙ demo                        CreateInProgress User Initiated               177.2s
   ⠿ NginxTCP80TargetGroup       CreateComplete                                  1.0s
   ⠿ CloudMap                    CreateComplete                                 47.1s
   ⠿ NginxTaskExecutionRole      CreateComplete                                 19.9s
   ⠿ LogGroup                    CreateComplete                                  3.1s
   ⠿ DefaultNetwork              CreateComplete                                  5.9s
   ⠿ Cluster                     CreateComplete                                  5.8s
   ⠿ DefaultNetworkIngress       CreateComplete                                  1.0s
   ⠿ Default80Ingress            CreateComplete                                  1.0s
   ⠿ LoadBalancer                CreateComplete                                 92.3s
   ⠿ NginxTaskDefinition         CreateComplete                                  3.1s
   ⠿ NginxServiceDiscoveryEntry  CreateComplete                                  2.0s
   ⠿ NginxTCP80Listener          CreateComplete                                  3.0s
   ⠋ NginxService                CreateInProgress Resource creation Initiated   65.0s
  

• サービスを確認

  MacbookPro13% docker compose ps --format=json | jq
  [
    {
      "ID": "arn:aws:ecs:ap-northeast-1:xxxxxxxxxxxx:task/demo/4af498c8586849c691063b7f4d202cec",
      "Name": "task/demo/4af498c8586849c691063b7f4d202cec",
      "Project": "demo",
      "Service": "nginx",
      "State": "Running",
      "Health": "",
      "Publishers": [
        {
          "URL": "demo-LoadBa-187KUDJD32QRX-2082745493.ap-northeast-1.elb.amazonaws.com:80",
          "TargetPort": 80,
          "PublishedPort": 80,
          "Protocol": "http"
        }
      ]
    }
  ]
  

• アクセスしてみる

  MacbookPro13% curl -L demo-LoadBa-187KUDJD32QRX-2082745493.ap-northeast-1.elb.amazonaws.com
  <!DOCTYPE html>
  <html>
  <head>
  <title>Welcome to nginx!</title>
  <style>
      body {
          width: 35em;
          margin: 0 auto;
          font-family: Tahoma, Verdana, Arial, sans-serif;
      }
  </style>
  </head>
  <body>
  <h1>Welcome to nginx!</h1>
  ...
  

• リソースを削除

  MacbookPro13% docker compose down
  [+] Running 14/14
   ⠿ demo                        DeleteComplete                         466.1s
   ⠿ Default80Ingress            DeleteComplete                           1.1s
   ⠿ NginxService                DeleteComplete                         414.2s
   ⠿ DefaultNetworkIngress       DeleteComplete                           1.1s
   ⠿ NginxTCP80Listener          DeleteComplete                           1.7s
   ⠿ Cluster                     DeleteComplete                           0.7s
   ⠿ NginxServiceDiscoveryEntry  DeleteComplete                           1.7s
   ⠿ NginxTaskDefinition         DeleteComplete                           1.7s
   ⠿ CloudMap                    DeleteComplete                          47.1s
   ⠿ LogGroup                    DeleteComplete                           2.0s
   ⠿ NginxTaskExecutionRole      DeleteComplete                           1.0s
   ⠿ LoadBalancer                DeleteComplete                           0.0s
   ⠿ NginxTCP80TargetGroup       DeleteComplete                           0.0s
   ⠿ DefaultNetwork              DeleteComplete                          24.1s
  MacbookPro13%
  

Docker Compose CLIのアーキテクチャ

Docker Compose CLIより

Docker Compose CLIはプラットフォーム依存しないように、各プラットフォームの差異はBackend Interfaceで吸収しています。インタフェースの定義は次のようになっています。

// Service aggregates the service interfaces
type Service interface {
	ContainerService() containers.Service
	ComposeService() compose.Service
	ResourceService() resources.Service
	SecretsService() secrets.Service
	VolumeService() volumes.Service
}

container.Serviceはコンテナの作成、起動や停止など、compose.Serviceはdocker composeのサブコマンド郡に相当します。

現時点で次のbackendが実装されています。

• ECS
• ACI
• Docker Engine

また、APIはgRPCのサーバとなっていて言語に縛られずdocker composeの機能を使用可能のようです。
実際動かしていないんですが、protoファイルはこちらにあるので興味ある方は試してみてください。

Docker CLI Pluginについて

docker composeはDocker CLI Pluginとして同梱されています。（Mac以外は手動インストールが必要かも）
本体は次のパスにいます。

MacbookPro13% ls /usr/local/lib/docker/cli-plugins/*
/usr/local/lib/docker/cli-plugins/docker-app
/usr/local/lib/docker/cli-plugins/docker-buildx
/usr/local/lib/docker/cli-plugins/docker-compose  <-- これ
/usr/local/lib/docker/cli-plugins/docker-scan

このように、バイナリを特定のディレクトリ配下に置くことで、dockerのサブコマンドとして実行できるしくみがDocker CLI Pluginです。
このしくみについて調べた限りでは公式のドキュメントはなく、プロポーザルissueと実装PRしか見つからなかったので、メモという意味でもこの記事に残していきます。

ちなみに、docker pluginというのがありますが、こちらは別物です。
Docker Engine自体の機能を拡張する物となっていて、たとえばボリュームやネットワークの機能を拡張できたりします。
詳細はこちらを参照してください。

Docker CLI Pluginはv19.03.0で導入された機能です。
上記のパスはdocker本体が提供しているプラグインですが、ユーザーの場合は$HOME/.docker/cli-plugins配下に実行ファイルを配置します。

プラグインのファイル名はdocker-*にする必要があり、たとえばdocker-helloならdocker helloとして実行できます。
また、docker-cli-plugin-metadataコマンドを実装する必要があり、出力は次のようなJSON構造になります。

{
  "SchemaVersion": "0.1.0",
  "Vendor": "Gorilla",
  "Version": "v0.0.1",
  "ShortDescription": "Hello Gorilla"
}

実際プラグインを作ってみる

次のスクリプトを用意します。

#!/usr/bin/env bash

docker_cli_plugin_metadata() {
  local vendor="Gorilla"
  local url="https://github.com/skanehira"
  local description="Hello Docker CLI Plugin"
  local version="0.0.1"
  cat <<-EOF
  {"SchemaVersion":"0.1.0","Vendor":"${vendor}","Version":"${version}","ShortDescription":"${description}","URL":"${url
}"}
EOF
}

case "$1" in
  docker-cli-plugin-metadata)
    docker_cli_plugin_metadata
    ;;
  *)
    echo $@
    ;;
esac

次に、ディレクトリとdocker-helloを用意します。

MacbookPro13% mkdir -p ~/.docker/cli-plugins
MacbookPro13% cd ~/.docker/cli-plugins
MacbookPro13% curl -LO \
https://gist.githubusercontent.com/skanehira/2907d10669d8d7e9e75a39cd97dce9bc/raw/a52e77595fcc29dcba395303ddb405f34ea1e7e1/docker-hello
MacbookPro13% chmod +x docker-hello

これで、プラグインの準備はできたので動かしてみます。

MacbookPro13% docker 2>&1 | grep hello
  hello*      Hello Docker CLI Plugin (Gorilla, 0.0.1)
MacbookPro13% docker hello gorilla
hello gorilla
MacbookPro13% docker hello moby
hello moby

無事出力されましたね。自作ツールをこのように配置してdockerのサブコマンドとして実行すると便利かもしれません。

最後に

docker composeは今後期待していきたいところですね。
みなさんもよかったら試してみてください。

参考資料

• Docker Compsoe CLIの公式ドキュメント
  • https://docs.docker.com/compose/cli-command/
• クラウドサービスへのデプロイのドキュメント
  • https://docs.docker.com/cloud/aci-integration/
  • https://docs.docker.com/cloud/ecs-integration/
• docker-composeをDocker CLI Pluginとして登録する方法
  • https://gist.github.com/thaJeztah/b7950186212a49e91a806689e66b317d
• docker exposeプラグイン便利そうなので試す
  • https://qiita.com/tksarah/items/9e46d131107d3e15f7bc